一種低創(chuàng)傷顱內(nèi)全腦皮層信號(hào)采集方案

腦電信號(hào)是大腦中眾多神經(jīng)元放電產(chǎn)生的，獲取這些神經(jīng)放電信號(hào)能夠幫助人們識(shí)別或了解大腦的作用機(jī)理或進(jìn)行調(diào)控干預(yù)，是腦機(jī)接口技術(shù)的重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

目前腦電電極分為侵入式和非侵入式。侵入式一般是通過外科手術(shù)打開顱骨，將電極探針直接放入腦內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，這種方法獲取到的腦電信號(hào)質(zhì)量非常高，有助于后期數(shù)據(jù)處理分析，然而手術(shù)中需要大面積開顱，這會(huì)帶來風(fēng)險(xiǎn)，并且開顱后將電極長(zhǎng)時(shí)間與腦組織接觸會(huì)引起排異及相關(guān)炎癥，對(duì)機(jī)體損傷極大，整體操作難度較高。非侵入式是將電極采集觸點(diǎn)貼附在皮外，或?yàn)樵黾訉?dǎo)電性可以在中間涂上導(dǎo)電膏，這種方法不進(jìn)行破壞性手術(shù)，對(duì)機(jī)體無損傷，也無后期炎癥風(fēng)險(xiǎn)。然而由于電極觸點(diǎn)距放電的神經(jīng)元間隔了顱骨和皮膚，所以信號(hào)強(qiáng)度損失嚴(yán)重，采集到的信號(hào)質(zhì)量不高，不利于后期數(shù)據(jù)分析處理。

我們想要獲取的腦電信號(hào)是點(diǎn)狀分布，實(shí)際上這些點(diǎn)處的信號(hào)可以通過在顱骨打微孔的方式把他們導(dǎo)出，這樣大大降低了開顱所帶來的的風(fēng)險(xiǎn)。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了一種柔性電極片，電極片上分布有高密度孔位，這些孔位根據(jù)顱骨的形狀均勻分布，孔位上有導(dǎo)電位層，所有的孔位的導(dǎo)電層通過設(shè)計(jì)好的電路分別連接到電極接頭上。

使用中，將頭上的皮膚切開，清除掉顱骨表面的粘膜，暴露出顱骨，根據(jù)電極片上的孔位尺寸和位置，在顱骨上鉆出小口（可擰入螺絲釘即可），將電極片貼合在鉆好的孔位上后，依次將相應(yīng)的螺絲釘旋入顱骨內(nèi)，螺絲釘將電極片和顱骨緊緊貼合，孔位上的導(dǎo)電層也與螺絲釘緊密接觸，腦電信號(hào)依靠穿過顱骨的螺絲釘傳導(dǎo)出來，再通過電極片傳輸給接頭，最終傳遞給后端設(shè)備。

為方便在顱骨上鉆孔方便以及孔的定位足夠精準(zhǔn)，可選擇性地按照電極片形狀切割出同樣尺寸的柔性薄膜（同樣大小、位置的孔位），將薄膜定好位后緊密貼附在顱骨表面，使用顱骨鉆在薄膜孔位上鉆出適當(dāng)?shù)男《?，該薄膜可以固定電極片的下方，給電極片一定彈性高度，使螺絲釘與電極片上的觸點(diǎn)接觸更緊密。

  為采集長(zhǎng)期性的腦電數(shù)據(jù)，可使用生物相容性膠（如牙科水泥等）將擰上螺絲釘?shù)碾姌O片密封固定在顱骨上，只將接頭外露，這樣防止組織體液直接接觸電極片，將孔位上的導(dǎo)電層腐蝕掉或引起炎癥。

來源：科斗（蘇州）腦機(jī)科技有限公司《一種高密度皮下腦電電極》，202021835736.8